Реферат: Принцип действия и элементы конструкции генератора постоянного тока смешанного возбуждения - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Принцип действия и элементы конструкции генератора постоянного тока смешанного возбуждения

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 1216 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Роль и значение машин постоянного тока В настоящее время преимущественное распространение имеют сети переменного тока , поэтому в промышленности находят применение главным образом машины переменного тока . Вместе с тем широко используются и машины посто янного тока , несмотря на то , что стоимость их выше , чем ма ш и н переменного тока . Это объясняется тем , что они об ладают лучшими эксплуатационными характеристиками в отношении регулирования частоты вращения , пуска , ре верса и допускают более высокие перегрузки по сравнению с машинами переменного тока. Широкое при менение машин постоянного тока требует большого разнообразия их номинальных данных (мощно сти , частоты вращения , напряжения ) и различных конструктивных исполнений соответственно условиям их уста новки и эксплуатации. В настоящее время машины постоянног о тока изготов ляются на мощности от долей ватт до 12 МВт . Номиналь ное напряжение их не превышает 1500 В и только иногда для крупных машин доходит до 3000 В . Частота вращения машин колеблется в широких пределах — от нескольких оборотов до нескольких тысяч оборотов в минуту. Наиболее широкое применение нашли машины постоян ного тока с механическим коммутатором — коллектором . Коллектор осложняет условия работы машины , но опыт эксплуатации в самых тяжелых условиях работы показал , что правильно спроектированна я и качественно изготовлен ная машина постоянного тока является не менее надежной , чем более простые по конструкции машины переменного тока. Принцип работы машин постоянного тока На рис. 1 схематично изображен поперечный разрез машины постоянного тока . Н а неподвижной части машины (статоре ) размещаются стальные полюсы П с надетыми на них катушками обмотки возбуждения В . Катушки соединяются между собой так , чтобы при прохождении по обмотке постоянного тока полюсы приобретали чередующуюся полярность ( N , S , N , S и т.д .). Магнитный поток Ф, созда ваемый обмоткой возбуждения , неизменен во времени и замыкается так , как показано на рис. 40,1 штриховыми ли ниями. На вращающейся части машины располагается обмотка О , в которой индуцируется основная ЭДС , поэтому - в машинах постоянного тока вращающуюся часть называют якорем. Обмотка располагается на стальном сердечнике , закреп ленном на валу (на рисунке не показан ). Предположим , что сердечник выполнен в виде полого цилиндра , на внешней и внутренней поверхнос тях которого размещаются провод ники . С торцевых сторон эти проводники соединяются меж ду собой , образуя замкнутый контур . Сплошные линии по казывают соединения проводников с переднего торца сер дечника , а штрихпунктирные - с заднего. Изображенные на р ис. 1 сердечник и обмотка назы ваются кольцевыми . В настоящее время они не имеют прак тического применения , но их часто используют при анализе рабочих свойств машины , благодаря чему этот анализ приобретает большую наглядность. От обмотки якоря выполняю тся ответвления к пласти нам коллектора . Коллектор располагается на валу якоря и представляёт собой цилиндрическое тело , состоящее из электрически изолированных между собой медных пластин . Часть обмотки , заключенная между следующими друг за другом ответвл е ниями к коллекторным пластинам , называ ется секцией . Обмотка имеет большое число секций , каждая из которых состоит из одного или нескольких витков . Число коллекторных пластин равно числу секций . На рис. 1 обмотка состоит из 12 одновитковых секций , а коллек тор имеет 12 пластин. При вращении якоря в проводниках его обмотки инду цируется ЭДС , направление которой определяется по пра вилу правой руки . В кольцевой обмотке ЭДС будет инду цироваться только в проводниках , расположенных на внеш ней поверхности сердеч ника . В проводниках , лежащих на внутренней поверхности , ЭДС не наводится , так как эти про водники не пересекают индукционных линий магнитного по ля . Поэтому проводники , расположенные на внешней поверхности сердечника , являются активными , а на внутрен ней - пассивными. В обмотке якоря машины постоянного тока наводится переменная ЭДС , так как каждый проводник поочередно проходит полюсы разной полярности , вследствие чего ЭДС в них меняет свое направление . Если машина работает ге нератором , то переменная ЭД С обмотки должна быть вы прямлена . Достигается это с помощью коллектора . С кол лектором соприкасаются неподвижные щетки Щ, посредст вом которых обмотка якоря соединяется с внешней сетью . Для того чтобы ЭДС на выводах машины была максималь на , щетки следует установить в тех местах , где ЭДС , наво димая в проводниках , меняет направление . Это происходит под серединой межполюсного промежутка . Воображаемая линия , проведенная через середину межполюсного проме жутка , называется геометрической нейтралью ГН. Следоват ельно , в машинах постоянного тока щетки должны быть установлены на геометрической нейтрали . Поскольку число нейтралей равно числу полюсов , то и число мест , где уста навливаются щетки , выбирается равным числу полюсов. Для момента времени , изображенного на рис. 1, между каждой парой соседних щеток включены проводники об мотки якоря с одинаковым направлением ЭДС . Поэтому щетки , соприкасающиеся с определенными коллекторными пластинами , будут иметь указанную полярность. При вращении якоря расположение пр оводников и кол лекторных пластин в пространстве будет меняться , при этом будет изменяться направление ЭДС , индуцируемой в про водниках . Но всегда между коллекторными пластинами , с которыми соприкасаются неподвижные щетки , будут рас полагаться проводники с одинаковым направлением ЭДС , и щетки всегда будут иметь определенную полярность . По лярность соседних щеток , как и полярность полюсов , будет чередующейся . Щетки одноименной полярности соединяют ся между собой , а к их общим точкам подключается внеш няя се т ь . При наличии коллектора во внешней сети генера тора будет протекать постоянный ток , в то время как в об мотке якоря ЭДС и ток будут переменными. В двигателях постоянного тока к щеткам подводится по стоянный ток . Роль коллектора в этом случае состоит в то м , чтобы в любой момент времени обеспечить такое распреде ление тока по обмотке якоря , при котором под полюсами разной полярности располагались бы проводники с проти воположным направлением тока . Для определенного мо мента времени такому распределению ток а в якоре соот ветствует рис. 1, если принять на нем , что крестиками и точками обозначены направления тока . При таком рас пределении тока электромагнитные силы всех проводников будут направлены в одну сторону , в чем можно убедиться , применив правило левой р уки . В результате этого при про чих равных условиях двигатель будет создавать наиболь ший вращающий момент. По отношению к выводам сети обмотка якоря разбива ется на параллельные ветви . Параллельной ветвью назы вают группу последовательно соединенных прово дников , включенных между щетками разной полярности . В данной машине обмотка имеет четыре параллельные ветви . Ее развертка по отношению к выводам сети показана на рис . 2. ЭДС на выводах машины будет равна ЭДС одной параллельной ветви , а ток в сети равен сум ме токов парал лельных ветвей. В замкнутом контуре самой обмотки якоря машины по стоянного тока сумма ЭДС равна нулю (см . рис. 1), по этому при разомкнутой внешней цепи ток в обмотке возни кать не будет. Конструкция машин постоянного тока На рис. 3 п риведен чертеж современной машины по стоянного тока с продольным и поперечным разрезами . Ста тор состоит из станины 1 и прикрепленных к ней главных 2 и дополнительных 3 полюсов . Станину машин относительно небольшой мощности изготовляют из отрезков цельнотя нутых труб , а у более крупных машин выполняют сварной из толстолистового стального проката . Для закрепления ма шины на фундаменте или исполнительном механизме к ниж ней части станины приваривают лапы 4, а для возможности транспортировки в станину ввертываю т рым-болты 5. Сердечники главных полюсов (рис. 4) собирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 1 мм . Листы спрессовывают в пакет и скрепляют стальными заклепками 4, число которых принимают не менее четырех . Крайние листы 6 полюса выпо лняют из более толстой ста ли (4 - 10 мм ) во избежание распушения листов. Для того чтобы получить необходимый характер распре деления магнитного поля в воздушном зазоре , полюс за канчивают полюсным наконечником определенной формы . Воздушный зазор между пол юсами и якорем или выполня ют одинаковым по всей ширине полюсного наконечника , или под краями наконечника вследствие его скоса делают больше . Иногда выполняют эксцентричный воздушный за зор , при котором центры радиусов якоря и наконечника полюса не совпад а ют . Зазор при этом постепенно увеличива ется от середины к краю полюса (рис. 5). На сердечнике полюса размещают обмотку возбужде ния 6 (см . рис. 3). Обмотку возбуждения изготовляют в виде катушек из медных изолированных проводников круглого или прямоуг ольного сечения . Катушки изолируют лентой , после пропитки и сушки насаживают на сердечник полюса и закрепляют стальными пружинящими рамками . Иногда для увеличения поверхности охлаждения катушку делят на две части . Полюс с надетой на него катушкой прикрепл я ют к станине болтами (см . рис. 3). Болты ввертывают в полюс , в теле которого предусматривают от верстия с резьбой . Для более надежного крепления полюса у крупных машин и машин , работающих в условиях тряс ки , болты 3 вворачивают в специальный стержень 5, вс тав ленный в полюс (см . рис. 4, б ). Якорь (см . рис. 3) состоит из сердечника 7 , обмотки 8 и коллектора 9 . Сердечник якоря выполняют из одного или нескольких пакетов , которые собирают из листов , вы рубаемых из электротехнической стали . После штамповки л исты лакируют . При длине сердечника менее 25 см его изготовляют из одного пакета (рис. 6), а при большей дли не - из нескольких (рис . 7). Между пакетами с помощью специальных распорок образуются вентиляционные кана лы , предназначенные для лучшего охлаждени я якоря . В листах якоря вырубают пазы , в которые укладывают об мотку якоря . Собранный сердечник якоря спрессовывают между двумя нажимными шайбами и закрепляют на валу втулкой либо пружинным разрезным кольцом. Укладка обмотки в пазы обеспечивает надежн ое ее за крепление на вращающемся якоре и уменьшает воздушный зазор . Форму пазов выбирают овальной полузакрытой для машин небольшой мощности и прямоугольной открытой для машин средней и большой мощности (рис. 8). Между стенками паза и проводниками обмотки укладывают изоля цию (пазовая изоляция ). Обмотку в пазу закрепляют кли ном из стеклотекстолита (рис. 8) или бандажами , рас полагаемыми в кольцевых канавках сердечника якоря (по зиция 13 на рис. 3 и позиция 2 на рис. 6). Вне пазов (в лобовых частях ) обмотку закрепляют бандажами (пози ция 12 на рис. 3) из проволоки или стеклоленты. Станина , сердечники полюса и якоря являются участка ми магнитопровода , по которым замыкается магнитный поток , созданный обмотками возбуждения . Для уменьшения магнитного сопроти вления по пути этого потока все указан ные участки выполняют из стали , имеющей улучшенные маг нитные характеристики . Для уменьшения магнитного сопро тивления воздушный зазор между якорем и полюсами ста раются брать меньше . Обычно он составляет доли милл и метра у небольших машин и несколько миллиметров у машин большей мощности . При вращении якоря его сер дечник будет перемагничиваться , в нем будут индуцироваться переменные (вихревые ) токи , которые будут вызы вать потери . Для снижения потерь от вихревых ток о в сер дечник , как указывалось , собирают из отдельных листов . Из-за зубчатого строения якоря поток в зазоре будет пуль сировать , в результате чего в полюсном наконечнике также будут наводиться вихревые токи , для уменьшения которых наконечник и весь полюс с о бирают из отдельных листов. Коллектор состоит из большого числа электрически изолированных друг от друга пластин , которые штампуют из профильной меди (рис. 9). Изоляцию осуществляют тонкими прокладками , вырубленными из миканита (прес сованной слюды ), котор ые закладывают между медными пластинами . Прокладки имеют форму пластин . Набор кол лекторных пластин с прокладками должен быть прочно за креплен и иметь строго цилиндрическую форму . По способу крепления пластин существует большое многообразие кон струкций к оллекторов , две из которых показаны на рис . 10. На рис. 10, а коллекторные пластины зажимают между корпусом и нажимным фланцем . Корпус и нажимной фланец выполняют из стали , а для изоляции на них надевают миканитовые манжеты . На рис. 10, б показано креп лен ие пластин с помощью пластмассы . В настоящее время для машин небольшой и средней мощности наибольшее при менение находят коллекторы на пластмассе. Собранный коллектор насаживают на вал и закрепляют от проворачивания шпонкой . К каждой коллекторной пласт ине подсоединяют проводники от секций , из которых со стоит обмотка якоря . Для возможности подсоединения про водников у коллекторных пластин со стороны , обращенной к якорю , выполняют выступы , называемые петушками , в ко торых фрезеруют шлицы . В эти шлицы за к ладывают и затем запаивают проводники обмоток. По коллектору скользят щетки , которые размещаются в щеткодержателях (рис. 11). Щеткодержатели выпол нены с радиальным или наклонным по отношению к поверх ности коллектора перемещением щетки . Наиболее распр о страненными являются щеткодержатели с радиальным перемещением щетки . Наклонные (реактивные ) щеткодер жатели применяют для машин с односторонним направле нием вращения . Щетки прижимаются к коллектору пружи нами . Щеткодержатели закрепляют на цилиндрически х или призматических пальцах 10 (см . рис . 3), которые в свою очередь закрепляют на траверсе 11 . Пальцы выпол няют из гетинакса либо из стали , опрессованной пластмас сой в месте сочленения с траверсой . Обычно число пальцев выбирают равным числу полюсов. При работе машины может наблюдаться искрение ще ток . Для улучшения работы щеточного узла в машинах постоянного тока применяют дополнительные полюсы . Сер дечники дополнительных полюсов 3 (см . рис. 3) выполняют цельными из толстолистовой стали или собранными из листов электротехнической стали толщиной 1 мм . На сер дечниках размещают катушки обмотки дополнительных полюсов 14 (см . рис. 3). Дополнительные полюсы рас полагают между главными полюсами и прикрепляют к ста нине болтами. Якорь вращается в подшипни ках 15 (см . рис. 3), ко торые размещаются в подшипниковых щитах 16. В последнее время наметилась тенденция собирать ста тор двигателей постоянного тока из отдельных листов элек тротехнической стали . Штамп в листе одновременно выру бает ярмо , пазы , глав ные и дополнительные полюсы , как показано на рис. 12. Характеристики генератора смешанного возбуждения Параллельная обмотка возбуждения может быть подключена к цепи якоря до последовательной обмотки или после нее . Характеристики гене ратора при той и д ругой схеме будут практически одина ковыми , так как последовательная обмотка имеет небольшое сопротивление и падение напряжения в ней будет мало . Увеличение МДС последовательной обмотки из-за протекания по ней тока I в также ничтожно из-за малого количества ее витков и относительно небольшого тока. Самовозбуждение генератора протекает так же , как и у генератора параллельного возбуждения . Ток якоря I а = I + I в . Наибольшее практическое применение находят генера торы с согласным включением обмоток возбужде ния . Наи большую долю МДС возбуждения создает параллельная обмотка . Последовательная обмотка рассчитывается так , чтобы ее МДС несколько превышала МДС размагни чивающей составляющей реакции якоря . В этом случае по следовательная обмотка не только скомпенсир ует размаг ничивающую составляющую реакции якоря , но и создаст избыточную МДС , которая будет увеличивать поток воз буждения и ЭДС якоря при увеличении тока нагрузки . В результате подмагничивающего действия последователь ной обмотки напряжение генератора с ростом тока I будет возрастать , как это видно по внешней характеристике U=f ( I ) при е R в = const , изображенной на рис. 13. Уровень повышения напряжения генератора с ростом тока I зависит от числа витков последовательной обмотки . Обмотку можно рассчитать так , ч тобы напряжение увеличивалось на зна чение , необходимое для компенсации падения напряжения в проводах , идущих от генератора к потребителю . Тогда у потребителя при любых нагрузках напряжение автомати чески будет поддерживаться примерно постоянным. При с лабой последовательной обмотке внешняя харак теристика имеет падающий характер . Отметим , что эффек тивность действия последовательной обмотки зависит от насыщения магнитной цепи машины . МДС последователь ной обмотки при сильном насыщении будет давать небо л ь шое увеличение потока и ЭДС , поэтому даже при достаточ но сильной обмотке или при больших нагрузках напряже ние на выводах машины будет уменьшаться с ростом то ка I . Характеристику холостого хода генератора смешанного возбуждения снимают так же , как и генератора параллельного возбуждения , и она имеет такой же характер . Так же как и для генератора параллельного возбуждения , для генератора смешанного возбуждения снимают нагрузочную характеристику U=f ( I ) при I =const. В зависимости от соотношения МДС последовательной обмотки возбуждения F c и размагничивающей составляющей реакции якоря F qd нагрузочная характеристика может располагаться или выше , или ниже характеристики холо стого хода . При достаточно сильной последовательной об мотке нагрузочная характе ристика 2 идет выше характери стики холостого хода 1 (рис. 14). Если по этим характе ристикам построить характеристический треугольник , то его горизонтальный катет будет пропорционален результирую щей намагничивающей МДС , созданной током якоря по оси обмот ки возбуждения . Длина этого катета в масштабе тока возбуждения равна ( F c - F qd )/ w в . Полученный таким об разом треугольник используют для построения характери стик. Регулировочная характеристика I в = f ( I ) при U = const у генератора смешанного возбуждения зависит от вида внешней характеристики . При достаточно сильной последо вательной обмотке возбуждения , когда напряжение генератора возрастает с ростом тока нагрузки , регулировочная характеристика имеет вид , показанный на рис. 15. Генераторы смешанного возбужде ния при встречном включении обмоток применяются относительно редко . У этих генераторов последовательная обмотка будет созда вать МДС , направленную так же , как и МДС размагничи вающей составляющей реакции якоря . Под их совместным размагничивающим действием результирующий поток воз буждения машины с ростом тока нагрузки будет умень шаться . В результате этого внешняя характеристика такого генератора будет иметь резко падающий характер (рис . 16). Регулировочная характеристика этого генератора показана на рис. 17. Список литературы 1. Электрические машины и микромашины : Учеб . для электротехн . спец . вузов / Д . Э . Брускин , А . Е . Зорохович , В . С . Хвостов . – 3-е изд ., перераб . доп . – М .: Высш . шк ., 1990. – 528 с .: ил. 2. Электрические машины : У чебник для сред . спец . учеб . заведений / М . М . Кацман . – М .: Высш . школа , 1983. – 432 с .: ил. 3. Электрические машины : Учебник для студентов высш . техн . учебн . заведений / А . И . Вольдек . – Изд . 2-е , перераб . и доп . – Л .: “Энергия” , 1974. – 840 с .: ил. Рис. 1. Поперечный разрез машины постоянного тока с кольцевой обмоткой якоря Рис. 2. Параллельные ветви обмотки якоря Рис. 3. Общий вид машины постоянного тока Рис. 4. Главный полюс машины постоянного тока с креплением его к станине болтами , ввернутыми в полюс ( а ) и в специальный стер жень ( б ): 1 - полюсный наконечник ; 2 - сердечник полюса ; 3 - к репежный болт ; 4 - за клепки ; 5 - стержень ; 6 - нажимной лист ; 7 - обмотка Рис. 5. Главный по люс при эксцентричном воздушном зазоре Рис. 6. Якорь машины постоянного тока : 1 - сердечник (состоит из одного пакета ); 2 - банда жи ; 3 – коллектор Рис. 7. Якорь машины постоянного тока (сердечник состоит из трех пакетов ): 1 - пакеты сердечника ; 2 - аксиальные вентиляционные каналы ; 3 - ба ндажи ; 4 – коллектор Рис. 8. Пазы машин постоянного тока : а - овальный ; б - прямоугольный ; 1 - проводники ; 2 - изоляция ; 3 - клин Рис . 9. Коллекторная пластина ( а ) и изоляционная прокладка ( б ) Рис. 10. Коллектор машины постоянного тока с металлическим ( а ) и пластмассовым (б ) корпусами : 1 – корпус ; 2 - нажимной фланец ; 3 - изоляционные манжеты ; 4 - коллекторные пластины ; 5 – пластмасса ; 6 - запирающее кольцо ; 7 – бандаж
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Когда людям делают доброе дело, они записывают это на песке. Но когда им причиняют неудобство, они высекают это в мраморе.
(Томас Мор)
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Принцип действия и элементы конструкции генератора постоянного тока смешанного возбуждения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru